Skip to main content
SUPERVISOR
Forooghosadat Tabataba,MasoudReza Hashemi
فروغ السادات طباطباء (استاد راهنما) مسعودرضا هاشمی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Amir Sepahi
امیر سپاهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
Nowadays, a lot of smart devices need to be connected to the internet continuously which develops the concept of Internet of Things (IoT). Therefore, there is a high demand for the network traffic and hence, internet service providers (I) should increase their network capacity. In traditional network infrastructure, network management becomes more complicated by network growth since each node has its own control plane and data plane. Software defined networking (SDN) is designed as a powerful infrastructure for future networking. Some of the technical and the practical advantages of SDN are separation of data plane and control plane, control centralization, automation, and virtualization. Using a centralized controller in the control plane of SDN, we are able to monitor and control forwarding devices located in the data plane. Since only one controller would not be adequate to monitor the network, it is necessary to place multiple controllers for the management of large networks. Controller placement problem (CPP) is a new important issue in SDN related researches. This issue consists of two parts: 1) what the minimum number of controllers are and 2) where the best place for each controller is. In this thesis, we propose an algorithm based on the concept of the minimum dominating set in graph theory to find the minimum number of the required controllers and their appropriate places. Then, we cluster nodes based on reducing the average total latency between the switches and their corresponding controllers. Next, a modified version of our algorithm is proposed in order to achieve a smaller average total latency for each controller. Consequently, for variable number of controllers in each network, the best nodes to place controllers are determined in which average total latency is minimized. Finally, we define a cost function based on the average total latency and other variables such as purchase cost and installation cost to find the total cost for any number of controller and the importance of each variable of the cost function. All the proposed algorithms are evaluated on real WAN topologies. For the comparison of the results, we modify an important algorithm in data mining i.e., k-means algorithm to be applicable to these topologies. Next, we compare the results of our proposed algorithms with that of modified k-means algorithm on several topologies. We also compare our results with two similar works. Finally, we limit the capacity of the controllers and then, propose an algorithm to find the minimum dominating set by considering the capacity of controllers. Software Defined Networking (SDN), Controller Placement, Dominating Set, Clustering
امروزه، اینترنت اشیا باعث گسترش وسایل هوشمندی شده است که نیاز به اتصال مداوم به اینترنت دارند؛ بنابراین، تقاضا برای ترافیک داده در حال افزایش است و تامین‌کنندگان خدمات اینترنتی باید ظرفیت شبکه‌های خود را افزایش دهند. به علت اینکه در شبکه‌های سنتی هر گره، صفحه کنترل و صفحه داده مخصوص به خود را دارد، هر چه ظرفیت شبکه‌ افزایش یابد مدیریت شبکه‌ دشوارتر می‌گردد. شبکه مبتنی بر نرم‌افزار به عنوان یک زیرساخت قدرتمند برای شبکه‌های آینده طراحی شده است. مواردی مانند جداسازی صفحه کنترل و صفحه داده، کنترل متمرکز، اتوماسیون شبکه و مجازی‌سازی از جمله مزایای فنی و عملی فناوری شبکه‌های مبتنی بر نرم‌افزار هستند. در شبکه مبتنی بر نرم‌افزار به وسیله کنترلر متمرکز‌شده در صفحه کنترل، قادر به نظارت و کنترل ابزار ارسالی موجود در صفحه داده خواهیم بود. استقرار یک کنترلر برای مدیریت یک شبکه وسیع کافی نخواهد بود؛ بنابراین جایگذاری چندین کنترلر برای مدیریت شبکه‌های وسیع ضروری خواهد بود. مسئله مکان‌یابی کنترلرها یکی از مسائل جدید و مهم در پژوهش‌های مرتبط با شبکه‌های مبتنی بر نرم‌افزار است. مسئله جایگذاری کنترلر از دو قسمت تشکیل می‌شود: حداقل به چه تعداد کنترلر نیاز داریم و مکان مناسب برای هر کنترلر کجاست. در این پایان‌نامه ابتدا با ارائه الگوریتمی پیشنهادی براساس مفهوم کوچکترین مجموعه چیره در تئوری گراف، کمینه تعداد کنترلر موردنیاز برای هر شبکه و مکان هر کنترلر مشخص می‌شوند. سپس عمل خوشه‌بندی براساس کمینه شدن میانگین مجموع تاخیر میان سوییچ‌ها و کنترلر مورد نظر آن‌ها، انجام می‌شود. سپس الگوریتم دیگری برای دستیابی به میانگین مجموع تاخیر کم‌تر به ازای همان کنترلرهای ارائه‌شده توسط الگوریتم اول ارائه می‌شود. در ادامه با تغییر تعداد کنترلرها در یک بازه معین، به ازای هر تعداد کنترلر مشخص، گره‌هایی از شبکه مشخص می‌شوند که اگر کنترلرها در مکان آن گره‌ها قرار بگیرند، مجموع میانگین تاخیر میان سوییچ‌ها و کنترلر تخصیص یافته به آن‌ها، کمینه خواهد شد. درنهایت علاوه بر میانگین مجموع تاخیر، با در نظر گرفتن متغیرهایی نظیر هزینه خرید و هزینه‌های جانبی استقرار کنترلرها، تابع هزینه‌‌ای نوشته می‌شود که از طریق آن می‌توان به ازای هر تعداد کنترلر مشخص و براساس میزان اهمیت هر کدام از متغیرهای ذکرشده، هزینه تحمیلی به شبکه را محاسبه کرد. الگوریتم‌های ارائه‌شده روی توپولوژی‌ شبکه‌های WAN واقعی ارزیابی می‌شوند. برای مقایسه نتایج، ابتدا روی یکی از الگوریتم‌های مهم در علم داده‌کاوی به نام الگوریتم k-means اصلاحاتی انجام می‌شود تا قابلیت اجرا روی شبکه‌های موردنظر را پیدا کند؛ سپس نتایج حاصل از اجرای الگوریتم‌های پیشنهادی با نتایج حاصل از اجرای الگوریتم k-means اصلاح‌شده روی چند توپولوژی مختلف شبکه مقایسه می‌شوند. نتایج حاصل از الگوریتم‌های پیشنهادی با قسمتی از نتایج دو طرح مشابه نیز مقایسه می‌شوند. درنهایت، با محدود کردن ظرفیت کنترلرها، الگوریتمی برای یافتن کوچکترین مجموعه چیره با در نظر گرفتن این محدودیت جدید پیشنهاد می‌شود؛ سپس نتایج حاصل از این الگوریتم با حالتی که محدودیتی روی ظرفیت کنترلرها وجود ندارد، مقایسه می‌شوند. 1- شبکه مبتنی بر نرم‌افزار، 2- جایگذاری کنترلرها، 3- مجموعه چیره، 4- خوشه‌بندی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی